Materiais de Construção 1

Materiais de construção I

*Metais*

-Falha nos metais:

Como se sabe os metais são instáveis quimicamente, por conta disso encontram-se na natureza combinados com outros elementos formando óxidos, hidróxidos etc, que denominamos usualmente de minérios. Raros os metais não estão combinados a exemplo do ouro e da platina. Os processos de metalurgia e siderurgia buscam após a mineração (extração dos minérios nas jazidas) extrair o metal dos demais componentes e molda-lo puro ou em forma de liga para o uso na construção civil, naval, aeroportuária etc. Lembrando que na prática a maioria dos metais estão sob a forma de liga. Assim sendo, os metais utilizados na construção tendem a voltar a ser minério, ou seja, buscam se combinar com os agentes oxidantes (H2O; O2; H2S; HCl; SO2; NaCl; H2SO4; CaSO4...) gerando compostos do tipo óxidos, hidróxidos, sais etc.

 -Corrosão:

É uma das falhas metálicas que mais comprometem a durabilidade dos metais na construção civil, e até o presente momento não se conseguiu eliminar o processo corrosivo dos metais. E essa corrosão como visto acima, é fruto da combinação do metal, a partir da sua superfície exposta a ação dos agentes oxidantes que geram novos compostos.

Sobre o aspecto da aderência física, a corrosão pode ser de dois tipos, sendo eles aderente e não aderente

• Aderente: é aquela em que o composto formado não se dispersa da superfície do metal. Neste sentido, o composto formado adere a superfície e evita que naquele ponto haja o prosseguimento do processo de oxidação para o interior do metal. Sob esse prisma podemos dizer que acaba funcionando como um inibidor de avanço da corrosão. Outro exemplo de corrosão aderente é o cobre.

O cobre com o passar do tempo e, sofrendo variação de temperatura, tende a formar um composto na sua superfície do tipo óxido cuproso vermelho e/ou óxido cúprico negro (usualmente chamado de azinhavre).

Ex: Corrosão aderente (Figura 1)

• Corrosão não aderente: no caso da corrosão não aderente, o composto formado se dispersa expondo a camada mais interna permitindo assim o prosseguimento da reação. O exemplo clássico é a corrosão que ocorre nos aços (liga ferro-carbono). No caso dos aços o composto não aderente é expansivo (pode chegar a 8x o volume).

Ex: Corrosão não aderente (Figura 2)

1. *SOBRE O ASPECTO QUÍMICO:

A corrosão pode ser de dois tipos, sendo elas química ou eletroquímica.

• Corrosão química: a corrosão química do metal se dá de forma pontual e lenta, ou seja, átomos metálicos em contato com agentes oxidantes perdem elétrons para esses agentes, ionizam-se positivamente e combinam-se com os ânions desses agentes formando novos compostos (a própria corrosão)

• Corrosão eletroquímica: o processo se dá de forma agressiva e contínua, se assemelhando ao processo galvânico. Portanto, para haver corrosão eletroquímica faz-se necessário que haja uma diferença de potencial e que a presença de um agente oxidante (meio condutor), desse modo os elétrons do metal migram para uma zona de maior potencial elétrico, consequentemente forma-se uma corrente eletrolítica e os átomos neste caminho ionizam-se positivamente e combinam-se com o agente oxidante presente. O caso mais usual de corrosão eletroquímica é quando se ligam dois ou mais metais com potencial elétrico diferente na presença de algum agente oxidante.

Outro exemplo de DDP é aquele que se forma no mesmo metal.

Ex: quando o metal sofre tensões diferenciais, a exemplo de uma chapa metálica. A zona que sofreu o amassamento passa a ter um potencial elétrico menor, portanto os elétrons saem da zona amassada para a zona não amassada (potencial elétrico maior) e os átomos ficam ionizados positivamente (zona amassada).

Ex: Pilar com parafuso de aço (Figura 3)

Os parafusos tensionados passam a ter um potencial elétrico menor, havendo um fluxo de elétrons dos parafusos para a chapa de ligação. Os átomos do parafuso vão se ionizar positivamente se combinando com o agente oxidante (água, oxigênio...), causando a ferrugem

*Outros casos onde pode ocorrer DDP e, portanto, pode ocorrer corrosão eletroquímica.

1. Em algumas ligas metálicas com cristais metálicos diversos em contato.
2. Quando o metal está em contato com condições ambientais diversas ao mesmo tempo. Ex: Metal onde parte está imersa em agua, e outra parte está fora; uma estaca metálica de fundação, cravada em solo com condições da umidade, pH etc, em função da profundidade do solo; estrutura metálica parte protegida da aeração e parte exposta etc.
3. Estrutura metálica atravessada por corrente elétrica. Ex: Cabeamento.

*MEDIDAS DE PROTEÇÃO À CORROSÃO

1. Especificar o metal ou liga metálica adequando ao ambiente em que estará exposto. Ex: em zona marítima ou marinha, especificar ligas como aço inox polido; aço galvanizado ou fosfatizado; alumínio bem anodizado.
2. Revestimento do metal com sal insolúvel ou óxido aderente. Ex: no caso do óxido aderente, o exemplo clássico é a anodização do alumínio; fosfatização do aço ou do zinco (fosfato não solúvel).
3. Proteção do metal via capeamento metálico, capeia-se sobre o metal que se quer proteger (por eletrólise, pulverização, imersão do metal que se quer proteger no metal protetor fundido, por cementação etc). Esse metal de capeamento deve ter maior resistência à corrosão do que o que está sendo capeado.

Existem dois tipos de capeamento metálico:

1. Proteção catódica: neste caso, o metal que se quer proteger tem potencial elétrico maior do que o capeamento protetor.

(Figura 4)

Obs: Em caso de haver fissura no metal protetor, o metal base fica exposto a corrosão química concentrada naquela região. Por outro lado, vai se gerar DDP na presença do meio condutor, logo, vai haver um fluxo de elétrons, do metal de sacrifício, para o aço. E os átomos de zinco ionizados positivamente vão se combinar com oxigênio etc, formando novos compostos.